авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«МИНИСТЕРСТВО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ УКРАИНЫ ПРОБЛЕМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ...»

-- [ Страница 2 ] --

Оцінка впливу вітру та гальмівного шляху тросових технічних засобів рятування на безпеку їх застосування Сборник научных трудов. Выпуск 29, h t=, (6) gH Врахувавши можливості людини переносити навантаження, можна отримати графічні оціночні залежності гальмівного шляху від висоти спуску. Наприклад, при використанні тросових ТЗР переван таження діє у напрямку голова–тулуб. На рис. 3 наведено переванта ження, які діють на людину при використанні тросових ТЗР типу "Карусель" при швидкості спуску (1,5…3) м/с.

Рис. 3 – Залежність перевантаження від гальмівного шляху (h) та ви соти спуску (H) при користуванні приладом типу "Карусель" Графік з індексом "Norm" на рис. 3 відповідає допустимому перевантаженню. Графіки з індексами "10%", "50%", "75%", "100%" відповідають перевантаженням, які більше допустимих, відповідно, на 10 %, 50 %, 75 %, 100 % і, таким чином, обумовлюють підвищену вірогідність травмування. Графік з індексом "-10%" описує ситуацію, коли перевантаження на 10 % менше допустимого. Наприклад, при спуску з висоти 23 м гальмівний шлях 0.4 м викликає перевантажен ня у 2 рази більше допустимого. За приведеними графіками можна визначити, що для безпеки рятування тросовий ТЗР при спуску з ви соти (20…30) м повинен забезпечувати гальмівний шлях не менше (1,2…1,5) м.

Висновки. У роботі показано можливість визначення безпеч них умов рятування за допомогою тросових ТЗР при впливі вітру на О.В. Васильченко, М.М. Стець Проблемы пожарной безопасности горизонтальну площадку шириною 75 см (відповідно вимогам ДБН В.2.2-9:2009 та ДБН В.2.2-24:2009).

Отримано залежності, які дозволяють рекомендувати необхід ний гальмівний шлях при використанні ТЗР для спуску, проаналізу вати ймовірність травмування людини і можуть бути використані при проектуванні ТЗР.

ЛІТЕРАТУРА 1. Васильченко, О.В. Варіант класифікації технічних засобів евакуації людей з висотних будівель / О.В.Васильченко, М.М.Стець, Т.М.Полуляшна // Зб. наук. праць Харківського університету Повіт ряних сил. – Харків: ХУПС, 2005. – Вип. 6(6) – С. 98-100.

2. Васильченко, А.В. Расчет фактического времени спасения людей из высотного здания с помощью технических средств / А.В.Васильченко, Н.Н.Стец // Сб. науч. трудов «Проблемы пожар ной безопасности». – Вып. 25. – Харьков: УГЗУ, 2009. – С. 34-37.

3. Слуев В.И. Теоретические принципы опасности падения че ловека с высоты: Монография. – М.: Академия ГПС МЧС России 136 с.

4. Харисов Г.Х. Теоретические основы и разработка принципов безопасности людей при несчастных случаях /Дис. д-ра тех. наук. – М.: 1991.

А.В. Васильченко, Н.Н. Стец Оценка влияния ветра и перегрузки на безопасность применения тросовых технических средств спасения людей из высотного здания Приведен расчет безопасных условий спасения людей с помощью тросо вых ТСС на горизонтальную площадку определенной ширины при воздействии ветра. Оценен необходимый тормозной путь при использовании ТСС для спуска.

Ключевые слова: технические средства спасения.

A.V. Vasilchenko, N.N. Stets Estimation of influence of wind and g-load on safety of application of rope rescue devices from a high-rise building Calculation of safe conditions of evacuation of people by rope rescue devices on a horizontal platform of certain width at wind influence is demonstrated. The necessary brake way at use of rope rescue devices for descent is estimated.

Keywords: rope rescue devices.

Оцінка впливу вітру та гальмівного шляху тросових технічних засобів рятування на безпеку їх застосування Сборник научных трудов. Выпуск 29, УДК 614.844. И.Н. Грицына, канд. техн. наук, ст. преп., НУГЗУ, С.А. Виноградов, адъюнкт, НУГЗУ РАСЧЕТ ДЛИНЫ СПЛОШНОГО УЧАСТКА УЛЬТРАСТРУИ Предложены математические зависимости для определе ния длины сплошного участка струи, проведена оценка протяженности сплошного участка ультраструи, реко мендовано учитываеть ее при расчетах дальности подачи ультраструй.

Ключевые слова: ультраструя, длина сплошного участок струи.

Постановка проблемы. Подача огнетушащих веществ в виде ультраструй (УС) до настоящего момента не производилась.

Движение УС в пространстве отличается от движения распы ленных струй. Течение распыленных струй жидкости в воздухе мож но схематически представить в виде, изображенном на рис. 1 [1].

Рис. 1 - Схема течения тонкораспыленной струи Для ультраструй характерна схема, изображенная на рис. 2 [4].

Рис. 2 – Схематическое изображение ультраструи И.Н. Грицина, С.А. Виноградов Проблемы пожарной безопасности В отличие от распыленной струи жидкости, в ультраструе при сутствует сплошной участок, на котором происходит незначительная потеря массы струи, но целостность ее не меняется. Начальные пара метры струи на данном участке изменяются также незначительно.

Поэтому для расчета дальности подачи необходимо учитывать длину сплошного участка.

Далее ультраструя ведет себя как обычная распыленная струя и можно использовать известные соотношения для определения даль ности подачи [3].

Анализ последних достижений и публикаций. Для опреде ления дальности полета тонкораспыленных струи жидкости проведе но множество экспериментальных и теоретических исследований, построено несколько зависимостей [1 - 5]. В работе [4] проведены расчеты сплошного участка ультраструи. Работы по определению дальности подачи ультраструи не проводились.

Постановка задачи и ее решение. Применение для определе ния дальности подачи ультраструи моделей распыленной струи без учета протяженности сплошного участка, приводит к погрешностям в расчетах и не адекватному отображению процесса распространения струи.

Для оценки дальности подачи ультраструй вначале необходимо определить длину сплошной части, после чего можно рассматривать струю как распыленную.

В [2] предложена методика расчета длины неразрушенной струи жидкости, которую можно использовать для определения дли ны сплошной части струи для области аэродинамического разруше ния струй. По данной методике вначале определяются критическая скорость истечения по формуле 0, d 0, c A0 c c2 2 c g U0 =, (1) g c c где А0 – коэффициент, определяющийся характером распада струи (А0=15 - распад в результате развития волнообразных колебаний, обусловленных воздействием внешней среды), с – плотность жидко сти, dc – диаметр струи, µс – динамический коэффициент вязкости жидкости, – коэффициент поверхностного натяжения жидкости, µg - динамический коэффициент вязкости воздуха, g – плотность воз духа.

Расчет длины сплошного участка ультраструи Сборник научных трудов. Выпуск 29, После этого определяются критическое время начала распада, отсчитанное от момента истечения струи d d A0 0,1 c2 c + 0,1 c2 c c c T0 =. (2) 2 c 27 c Далее определяем время начала распада Т в зависимости от скорости истечения U струи:

при U U 0, Т=Т0;

(3) 0,17T U U0, T = U при. (4) U Зная скорость истечения и время начала распада можно опре делить длину сплошного участка струи Lc = UT. (5) Анализ результатов расчетов по изложенной методике (табл. 1) показывает, что при истечении из отверстия dc = 1 см длина сплош ного участка струи достигает 1,45 м. С учетом того, что общая даль ность подачи составляет 10-15 м, данный участок необходимо учи тывать при определении дальности подачи ультраструй.

Таблица 1. Зависимость времени начала распада струи и длины сполошного участка от скорости истечения Время начала рас- Длина сплошного участка Скорость U, м/с пада Т, с струи Lc, м 500 0,0029 1, 1000 0,00145 1, 1500 0,00096 1, После определения длины сполошного участка при расчетах дальности подачи струи можно использовать известную методику, изложенную в [3], при этом начальную скорость капель Uк принима ем равной скорости истечения U, а расчет диаметра капли произво дим по формуле [6] И.Н. Грицина, С.А. Виноградов Проблемы пожарной безопасности 2Weк dк =, (6) с (U к U г ) где Weк – число Веббера;

Uг – скорость газа.

Выводы. Расчетом длины сполошного участка ультраструи пренебрегать нельзя, поскольку его длина составляет 10-15 % от об щей длины струи. Расчет длины сплошного участка ультраструи це лесообразно проводить по формулам (1-5).

ЛИТЕРАТУРА 1. Абрамов Ю.А. Моделирование процессов в пожарных ство лах / Ю.А. Абрамов, В.Е. Росоха, Е.А. Шаповалова – Харьков: Фо лио, 2001. – 195 с.

2. Взаимодействие жидких струй с атмосферой / [сост. В.В. Во ронина] – М.: ЦАГИ, 1988. – 195 с.

3. Балістика крапель розпилених рідин / В.П. Ольшансткий, С.В. Ольшанський, О.М. Ларін, Є.О. Фомін – Біла Церква: вид.

Пшонківський, 2006. – 124 с.

4. Noumi M. Flow characteristics and impact phenomena of pulsed water jets / M. Noumi, K. Yamamoto - Chicago (Illinois), 1976.- Paper B4.- Р. 47-58 (Proc. 3rd International Symposium on Jet Cutting Technol ogy).

5. McCarthy M.J. Revew of stability of liquid jets and the influence of nozzle design / M.J. McCarthy, N.A. Molley – Chem. Engineering J., 1974, vol. 7, p. 1-20.

6. Грицына И.Н. Разработка пожарного ствола для подачи тон кораспыленной воды с использованием газожидкостного двухфазно го ствола: дис…канд. техн. наук: 05.26.03. – Харьков: ХИПБ, 1999. – 135 с.

Грицина І.М., Виноградов С.А.

Розрахунок довжини суцільної ділянки ультраструменя Запропоновані математичні залежності для визначення довжини суцільної ділянки струменя, проведена оцінка довжини суцільної ділянки ультраструменя, рекомендовано враховувати її при розрахунку дальності подачі ультраструменя.

Ключові слова: ультраструмінь, довжина суцільної ділянки струменя.

Hritsyna I.N., Vinogradov S.A.

Calculation of length of continuous area of high-speed water jets.

Proposed mathematical dependences for determination of length of continuous area of jet are described, estimations for the choice of optimum ratio for the calcula tion of continuous part of high-speed water jets are conducted.

Keywords: high-speed water jets, length of continuous area of jet.

Расчет длины сплошного участка ультраструи Сборник научных трудов. Выпуск 29, УДК 614. В.А. Гузенко, канд. техн. наук, нач. кафедри, НУЦЗУ, Ю.М. Сенчихін, канд. техн. наук, професор кафедри, НУЦЗУ, С.Ю. Руденко, ст. інспектор магістратури, НУЦЗУ УДОСКОНАЛЕНЯ МЕТОДУ ГАСІННЯ ЛІСОВИХ ПОЖЕЖ НАПРАВЛЕНИМ ВИБУХОМ ЗА РАХУНОК ВИКОРИСТАННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ФОРМИ УДАРНИХ ВИБУХОВИХ ХВИЛЬ (представлено д-ром техн. наук Куценко Л.М.) Розраховано та показано в часі форму замкненої області фронту ві дбитої від циліндричного відбивача вибухової хвилі, яка (тобто об ласть) характеризується пониженим тиском на підставі чого запро поновано удосконалення існуючого методу гасіння лісових пожеж направленим вибухом шляхом подачі в такі області вогнегасного порошку.

Ключові слова: вибухова хвиля, область пониженого тиску, зона горіння, додаткова вогнегасна речовина.

Постановка проблеми. Щорічно в Україні виникає понад 3 тис. лісових пожеж в наслідок чого державі наносяться великі ма теріальні збитки. Не в усіх випадках, за рахунок як об’єктивних так і суб’єктивних причин, є можливість ефективно впливати на процес локалізації та ліквідації лісових пожеж.

Аналіз останніх досягнень та публікацій. Аналіз технологій пожежогасіння з використанням направлених вибухів показав, що на сьогоднішній день дії вибухової хвилі розглядалися з точки зору її силового впливу на фронт пожежі. Нами пропонується використання специфіки вибухової хвилі, яка базується на геометричній інтерпре тації, згідно якої фронти ударних хвиль з точковим джерелом, відбиті від синусоїдального відбивача, матимуть точки самоперетину. Само перетин поверхонь вибуху забезпечує існування замкненої області низького тиску фронту вибухової хвилі. На площині ця область ма тиме вигляд криволінійного трикутника, а в просторі – «криволіній ної» призми. Ці призми, які фактично являються порожнинами розрі дження, пропонується заповнювати вогнегасним порошком що дасть можливість удосконалити існуючий метод гасіння лісових пожеж.

В попередніх роботах [1-4] такі явища не розглядалися і відпо відно не були використані.

Постановка задачі та її рішення. Шляхом моделювання об’єктів відбивальних систем вирішується поставлена наукова зада ча, яка виявляється в розробці методу розрахунку в часі просторової В. А. Гузенко, Ю.М. Сенчихін, С.Ю. Руденко Проблемы пожарной безопасности форми замкненої області низького тиску фронту вибухової хвилі, ві дбитої від циліндричного відбивача.

Принцип дії нової технології пожежогасіння базується на ре зультатах робіт [1-5], де було показано, що фронти вибухових хвиль з точковим джерелом, відбиті від синусоїдального відбивача, матимуть точки самоперетину. На рис. 1 показано приклади таких фронтів.

а б в Рис. 1. Приклади сім’ї фронтів відбитих вибухових хвиль у часі: на площині (а);

в просторі (б);

унаочнення миттєвого фронту (в) Наведені зображення дають уявлення про геометричну форму замкненої області, утворену криволінійним трикутником. Прийнято вважати, що у зазначеній області буде область низького тиску фрон ту вибухової хвилі. На феноменологічному рівні це пояснюється так:

фронт вибухової хвилі характеризується зонами стиснення (що попе реду) і розрідження (що позаду фронту). На рис. 2 відповідні зони позначено знаками «+» і «-». У випадку, коли фронт хвилі матиме самоперетини, то суперпозиція відповідних зон спричинить утворен ня області з пониженим тиском.

На рис. 2 такі криволінійні «три кутні» зони позначено подвійним «-» «-». Зазначимо, що в Інтернеті наводяться аналогічні пояснення посилення дії деяких вибухових пристроїв за рахунок такої специ фіки вибухових хвиль.

Наявність замкнених облас тей низького тиску фронту вибухо вої хвилі, відбитої від циліндрично- Рис. 2. Зони стиснення і роз го відбивача, дозволяє започатку- рідження фронту вибухової хвилі вати нову технологію пожежогасіння направленими вибухами.

А саме, на рис. 3 схематично зображено принцип дії відбивача Особливості категорування за вибухопожежною та пожежною небезпекою електроприміщень Сборник научных трудов. Выпуск 29, вибухових хвиль, де у замкнену область низького тиску фронту (8) має «всмоктуватися» вогнегасна речовина. На рис. 3 позиціями поз начено: 1 – лісовий масив з зоною горіння;

2 – синусоїдальний відби вач;

3 – головний заряд;

4 – металева перегородка;

5 – додатковий за ряд з вогнегасною речовиною;

6 пристрій для подачі заряду з вогне гасною речовиною;

7 – позначення зон ущільнення середовища;

8 – позначення зон розрідження середовища.

Рис.3 – Схема гасіння лісових пожеж направленим вибухом з подачею в зону переміщення вибухової хвилі додаткової вогнегасної речовини Підрив зарядів 3 і 5 здійснюється синхронно. Доставка вогнега сної речовини в зону горіння забезпечується завдяки переміщення ці єї суміші в просторі вибуховою хвилею. В якості наповнювача поро жнин розрідження можна обрати різноманітні вогнегасні порошки або кристалізований інертний газ.

Далі наведено графічні побудови, які пояснюють формоутво рення замкненої області низького тиску у вигляді криволінійного трикутника. На рис. 5 пунктиром показано відбиті промені. При чо му, сума довжини відбитого променю і довжини променя падіння є постійною незалежно від точки падіння.

Рис. 4 – Схема дії відбивача Рис. 5 – Пояснення формо вибухових хвиль «з наповнювачем утворення криволінійного трику тника В. А. Гузенко, Ю.М. Сенчихін, С.Ю. Руденко Проблемы пожарной безопасности Для формалізації подальших досліджень в декартовій системі координат одержано рівняння у часі фронту відбитої хвилі для кривої z = f(x) як відбивача і точки S(х0, z0) як джерела «вибухових» променів.

Твердження 1. Для декартового закону відбиття рівняння у часі сім’ї фронтів відбитої хвилі вибуху має вигляд:

( 2 x x0 )(1 + f 2 ) 2 f (( x x0 ) f + z0 f ) (1 + t W ) X ( x) = ;

(1) (1 + f ) W f (1 + f 2 ) + ( f z0 )(1 + f 2 ) + 2(( x x0 ) f + z0 f ) + (1 + f 2 ) (t + 1 W ) Z ( x) = (1 + f ) W (f z0 ) + ( x x0 ) і x – параметр елемента сім’ї;

t - час.

2 де W = При х0= 0 рівняння (1) зводиться до відомого рівняння [2].

На рис. 6 наведено приклади зображень сім’ї фронтів відбитої хвилі вибуху залежно від координат положення джерела вибуху S(х0, z0).

Рис. 6 – Фронти відбитої хвилі залежно від положення джерела вибуху Висновки. Таким чином отримані результати досліджень да ють можливість удосконалення існуючого методу гасіння лісових пожеж та започаткування нової технології пожежогасіння, коли на лісову пожежу має діяти не тільки вибухова хвиля, але ще і додатко ва вогнегасна речовина.

ЛІТЕРАТУРА 1. Гузенко В.А. Геометричне моделювання направлених вибу хів для гасіння лісових пожеж // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Київ: КНУБА, 2007. Вип. 78. – С. 249-253.

Особливості категорування за вибухопожежною та пожежною небезпекою електроприміщень Сборник научных трудов. Выпуск 29, 2. Рева Г.В. Метод розрахунку синусоїдальної відбивальної си стеми // Прикладна геометрія та інженерна графіка. – Вип. 67. – Київ:

КДТУБА, 2000. – С. 226 - 3. Рева Г.В. Розрахунок відбивачів ударних вибухових хвиль для гасіння лісових пожеж // Проблемы пожарной безопасности. – Вып. 7. – Харьков: Фолио. – 2000.– С. 171 – 176.

4. Рева Г.В., Куценко Л.Н., Кулешов Н.Н. Изображение фронта ударной волны, отраженной цилиндрической синусоидальной повер хностью // Материалы XV научно-практической конференции "Про блемы горения и тушения пожаров на рубеже веков".– Ч.1.–М.:

ВНИИПО.–1999.– С. 307– 309.

5. Станюкович К.П. Физика взрыва. //монография – М.: Наука, 1975. – 704 с.

В.А. Гузенко, Ю.Н. Сенчихин, С.Ю. Руденко Усовершенствование метода тушения лесных пожаров направлен ным взрывом за счёт использования особенностей формы ударных взрыв ных волн Рассчитано и показано во времени геометрическую форму замкнутой об ласти фронта отраженной от цилиндрического отражателя взрывной волны, ко торая (т.е. область) характеризуется пониженным давлением на основании чего предложено усовершенствование существующего метода тушения путем подачи в такие области огнетушащего порошка.

Ключевые слова: взрывная волна, область пониженного давления, зона горения, дополнительное огнетушащее вещество.

V.A. Guzenko, Y.M. Senchihin, S.Y. Rudenko Enhancing the effectiveness of the method of extinguishing forest fires using directed explosions through the use of shape features shockwaves Geometrical shape of a closed area of the front that reflected from a cylindrical reflector of the blast wave, which (the region) is characterized by reduced pressure resulting in suggested improved fire extinguishing technology by filing in the areas of fire extinguishing powder is calculated and shown at the time.

Key words: shock wave, a low pressure area, combustion zone, further extinguishing agent.

В. А. Гузенко, Ю.М. Сенчихін, С.Ю. Руденко Проблемы пожарной безопасности УДК 614.841. А.Я. Калиновский, канд.техн.наук, доцент, НУГЗУ, А.П. Созник, доктор ф.-м. наук, профессор, НУГЗУ, Л.Н. Куценко, доктор техн. наук, профессор НУГЗУ МОДЕЛЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛАНДШАФТНОГО ПОЖАРА С УЧЕТОМ ИЗМЕНЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГОРЮЧЕГО МАТЕРИАЛА Исследовано влияние неоднородности горючего материала по влажности на распространения ландшафтного пожара. Показано влияние неоднородности поля влажности на распространение кон тура ландшафтного пожара.

Ключевые слова: ландшафтный пожар, поле влажности, скорость распространения, контур выгорания.

Постановка проблемы. Одним из основных вопросов проти вопожарной охраны лесов является прогнозирование динамики рас пространения контура пожара по определенной территории, то есть нахождения зависимости формы и размеров контура от времени t.

Знание параметров контура лесного (ландшафтного) пожара позволя ет сделать правильный выбор методов тушения пожара [1,2]. Извест но [1-4], что контур пожара может иметь самую разнообразную фор му, поскольку скорость распространения пожара зависит от большо го числа различных природных факторов.

Анализ последних исследований и публикаций. В [5] рассмот рена геометрическая модель скорости распространения ландшафт ных пожаров, согласно которой 2 cos x + (1 + 2 ) cos 2 x + (1 ) 2 sin x, (1) V (,, ) = V cos 2 x + (1 + 2 ) 2 sin 2 x В где V0=0 + кВ, = B / В 2 + с 2, x= +, В и сила ветра и его на правление относительно полярной оси, которая совпадает с осью ОХ, – азимутальный угол, 0 – скорость распространения пожара при В=0. Из этого следует, необходимость исследования зависимости скорости распространения ландшафтных пожаров от некоторых при родных факторов, так как параметры модели 0, к и с зависят от со става и состояния горючего материала и приведены в [6]. Отметим, что формула (1) описывает скорость распространение пожара на рав Модель распространения ландшафтного пожара с учетом изменения влажности горючего ма- териала Сборник научных трудов. Выпуск 29, нинной местности, а ее справедливость подтверждена многочислен ными экспериментальными исследованиями (см. [2]).

Постановка задачи и ее решение. Скорость пожара зависит от многих природных факторов, в том числе от влажности горючего ма териала. Чтобы объективно описать процесс распространения ланд шафтного пожара необходимо учитывать влажность растительного покрова, по которому происходит распространение горения.

Для того чтобы учесть поля влажности в аналитическом виде мы вводим в выражение для скорости (1) в виде множителя коэффи циент K, который позволяет описать неоднородную влажность w растительного покрова. В [1, 7, 8] из экспериментальных исследова ний получена полуэмпирическая зависимость K от w:

w w2 w K = f ( w ) = 1 2,6 + 5,1 ( ) 3,5 ( ), (2) w0 w0 w где w0 – критическое значение влажности. Из (2) следует, что K=f(w0)=0 и K=f(0)=1.

Чтобы воспользоваться выражением (2) необходимо знать зна чения влажности w во всех точках территории, по которой распро страняется пожар, т.е. иметь поле распределения влажности. Такое поле, в принципе, всегда можно описать выражением типа w= fi (x, y), (3) где fi(x, y) – определенный набор подходящим образом выбранных кусочно-непрерывных функций, а x, y – координаты на плоскости, где происходит ландшафтный пожар.

В результате, учитывая (1), (2) и (3) и считая, что (1) не зависит явно от времени, выражения для расчета зависимости контура пожа ра от времени t и влажности w удобно представить в виде, i=1, 2,... (4) + V (,, =R ( ti1 t0 ) R )K i1 i i В В (4) при i=1 выражение R0 описывает контур пожара в началь ный момент времени t0. Использование выражения (4) предполагает следующий расчетный алгоритм. По данному значению R0 вычисля ем координаты x=R0cos и y=R0sin и находим поле влажности со гласно (3) в точках контура пожара в момент времени t0. По данным значениям w вычисляем поле коэффициента (2). Полученное значе ние коэффициента К, как и значение R0, подставляем в (4) и находим А.Я. Калиновский, А.П. Созник, Л.Н. Куценко Проблемы пожарной безопасности контур пожара R1 в момент времени t1=t0+t1, после чего вновь по вторяем указанную процедуру расчетов.

В качестве примера нами рассмотрено следующее простое ова лоподобное распределение поля влажности, (5) w = W {1 } A(x x + B(y y + 2 ) ) 0 где W=0,4 средняя влажность горючего материала, параметры А, В, 1 – константы описывающие протяженность данного поля, x0, y0 – определяют положение поля влажности. Отметим, что при 10 вы ражение (5) описывает уменьшение влажности в окрестности т. (x0, y0), а при 10 - увеличение влажности w.

На рис. 1 приведены примеры полей влажности: вариант а – ко гда влажность увеличивается (1=-0,5) и вариант б – когда уменьша ется 1=0,5.

Рис. 1 Поле влажности, которое описывается w, (при А=0,5, В=0,01).

Модель распространения ландшафтного пожара с учетом изменения влажности горючего ма- териала Сборник научных трудов. Выпуск 29, Используя выражения (1), (2), (4) и (5), нами рассчитаны кон туры пожара с учетом изменения влажности горючего материала. Ре зультаты расчетов при 1=-0,5 и x0=20 м, y0=5 м в (5) и значениях А и В как на рис. 1, представлены на рис. 2, из которого видно, что когда контур пожара приближается к т. (x0, y0), в окрестности которой влажность возрастает, его движение замедляется и особенно сильно вблизи (x0, y0). В результате контур пожара деформируется и на нем возникают изгибы направленные внутрь контура. Отметим, что при отсутствии других аномалий в распределении влажности, с течением времени будет происходить залечивание контура [4].

Рис. 2 Контур распространения ландшафтного пожара. Начальный очаг в форме квадрата с площадью S0=162 м2. Расстояние по осям в метрах, В=3 м/с. Кривые а, б, в, г соответствуют t=1, 3, 4, 5 мин.

Введение дополнительных слагаемых в (3) не изменяет алго ритм нахождения контура пожара, однако его форма даже при не больших изменениях влажности будет существенно отличаться от простой эллиптической формы [4, 5].

Выводы. Нами показано, что существенное влияние на форму и размеры контура оказывает неоднородное распределение влажности.

В дальнейшем необходимо в нашей модели учесть форму рельефа местности на скорость распространения контура ландшафтного по жара.

А.Я. Калиновский, А.П. Созник, Л.Н. Куценко Проблемы пожарной безопасности ЛИТЕРАТУРА 1. Доррер Г. А. Математические модели динамики лесных по жаров / Георгий Алексеевич Доррер. – М.: Лесная пром-сть, 1979. – 160 с.

2. Обнаружение очагов лесных пожаров и прогноз динамики их распространения / [Абрамов Ю. А., Комяк В. А., Комяк В. М., Рева Г.

В. Росоха В. Е.]. – Харьков: АГЗ Украины, 2004. – 145с.

3. Валендик Э.Н. Борьба с крупными лесными пожарами. / Э.Н.

Валендик // Новосибирск: Наука, 1990 – 193с.

4. Сознік О.П. Геометрична модель швидкості поширення ландшафтних пожеж і деякі її наслідки / О.П. Сознік, А.Я. Кали новський // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці – Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 24. – Мелітополь: ТДТА, 2004. – с. 94-98.

5. Басманов А. Е. Эсперементально-аналитическая модель ско рости распространения низового лесного пожара / А. Е. Басманов, А.

П. Созник, А. А. Тарасенко // Проблемы пожарной безопасности. Сб.

научн. тр. Вып. 11. Харьков: Фолио, 2002. – С. 17-25.

6. Телицын Г. П. Зависимость скорости распространения низо вых пожаров от условий погоды / Г. П. Телицын // Сб. тр. ДальНИ ИЛХ. – 1965. Вып. 7. – С. 390-405.

7. Anderson H.E. Heat transport and fire spread / H.E. Anderson // USDA Forest, Serv. Res. Paper INT – 69. – Ogden, 1969.

8. Сафронов М.А. Лесные пожары в горах южной Сибири / М.А. Сафронов // М.: Наука, 1967. – 150 с.

А.Я. Калиновський, О.П. Сознік Модель розповсюдження ландшафтної пожежі з урахуванням вологості горючого матеріалу.

Досліджено влив неоднорідності горючого матеріалу за вологістю на роз повсюдження ландшафтної пожежі. Показано вплив неоднорідності поля воло гості на розповсюдження контуру ландшафтної пожежі.

Ключові слова: ландшафтна пожежа, поле вологості, швидкість розпо всюдження, контур вигоряння.

A.Y. Kalinovskiy, A.P. Soznik Model distribution of landscape fires including flammable material humidity.

The influence of the heterogeneity of combustible material in moisture on the distribution of landscape fire. Shows the effect of field inhomogeneity humidity on the distribution of the contour of landscape fire.

Keywords: landscape fire, field moisture, speed of distribution, contour of burning down.

Модель распространения ландшафтного пожара с учетом изменения влажности горючего ма- териала Сборник научных трудов. Выпуск 29, УДК 614. А.А. Киреев, канд. хим. наук, доцент, НУГЗУ, К.В. Жерноклёв, канд. хим. наук, старший преподаватель, НУЦЗУ, Л.Н. Куценко, доктор техн. наук, профессор, НУГЗУ ОЦЕНКА ВРЕМЕНИ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ КЛАССА «А»

ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИМИ СОСТАВАМИ. УЧЁТ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВТОРНОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ Разработана феноменологическая модель пожаротушения с ис пользованием гелеобразующих составов, учитывающая возмож ность повторного воспламенения. На её основании проведена оценка времени тушения пожаров класса А. При расчётах исполь зовались экспериментально определённые времена повторного воспламенения образцов древесины, потушенных гелеобразующи ми составами.

Ключевые слова: математическая модель пожаротушения, время повторного воспламенения, пожары класса А, гелеобразующие системы Постановка проблемы. Повышение эффективности пожароту шения является важной задачей, которая далека от своего решения. Од ной из задач по рациональной организации пожаротушения является определение сил и средств, необходимых и достаточных для ликвида ции пожаров и загораний. Количественно эта задача может быть реше на на основе разработки математических моделей пожаротушения.

Математическая модель пожаротушения должна включать в себя учёт скорости распространения пожара, скорости его тушения, а также учет возможности повторного воспламенения. До настоящего времени не разработаны математические модели процесса пожаротушения, ко торые бы учитывали возможность повторного воспламенения.

Анализ последних исследований и публикаций. До настояще го времени вода остаётся основным огнетушащим веществом. Одни ми из существенных недостатков воды как огнетушащего вещества является большие потери её за счёт стекания, низкий показатель её огнетушащей эффективности и малое время повторного воспламене ния материалов потушенных с использованием воды. Для решения проблемы больших потерь воды при тушении пожаров были предло жены огнетушащие и огнезащитные гелеобразующие соста вы (ГОС) [1-2]. Среди ряда преимуществ ГОС существенное значе ние имеет большое время повторного воспламенения поверхностей, потушенных с использованием таких составов [3-5].

А.А. Киреев, К.В. Жерноклев, Л.Н. Куценко Проблемы пожарной безопасности Постановка задачи и её решение. Целью работы является соз дание феноменологической модели пожаротушения, учитывающей возможность повторного воспламенения и оценку с помощью такой модели времени тушения пожара с использованием ГОС.

Повторное воспламенение твёрдых горючих материалов возни кает по двум основным причинам. Во-первых, повторное воспламе нение возможно за счёт тепла аккумулированного в потушенном ма териале. Второй причиной повторного воспламенения является воз действие на потушенные участки пожара теплового излучения или пламени от непотушенных участков пожара. Этот вид повторного воспламенения сильно затрудняет тушение крупных пожаров.

Для осуществления количественных оценок времени тушения необходимы численные значения времён повторного воспламенения твердых горючих материалов, потушенных с использованием ГОС.

Такие данные были получены экспериментально [3-5].

Примем основные обозначения те же, что и ранее [6-7]:

S – площадь горящей поверхности;

s –скорость тушения;

So – началь ная площадь горящей поверхности;

k – коэффициент площади горе ния;

туш – время тушения;

Р – расход ОВ (кг/с или л/с);

а и b коэффи циенты при линейном и квадратичном члене в уравнении зависимо сти площади горения от времени;

ГОС-1 – CaCl2(42%)+Na2O·2, SiO2(28%);

ГОС-2 – NH4H2PO4(25%) + Na2O·2,7 SiO2(12%).

Рассмотрим случай тушения, когда горючие материалы обра зуют в основном большие открытые поверхности горения и площадь горения постоянна (S = S0). Успешное тушение может быть достиг нуто при условии:

туш п.в., (1) где п.в.– время повторного воспламенения.

В случае постоянной площади пожара время тушения составит:

S0 Ф S туш = = (2), s P где Ф величина реального удельного расхода огнетушащего вещест ва (ОВ).

Время повторного воспламенения для двух выбранных ГОС хорошо описывается полиномами второй степени:

п.в.= fФ2 + dФ +с. (3) Оценка времени тушения пожаров класса «А» гелеобразующими составами. Учет возможно- сти повторного воспламенения Сборник научных трудов. Выпуск 29, Соответствующие значения коэффициентов c, d и f для двух ГОС были экспериментально определены ранее [3-5].

На основании соотношений (1–3) условие отсутствия повтор ного воспламенения при постоянной площади пожара запишется:

Ф·S0 / P fФ2 + dФ +с. (4) Оптимальным значением Ф будет его минимальное значение, обеспечивающее выполнение неравенства (4). На рис. 1 представле ны графические решения этого неравенства для двух ГОС. На нём приведены зависимости времени тушении пожаров разной площади и времени повторного воспламенения для воды (4), ГОС-2 (5), ГОС- (6) от удельного расхода ОВ. Расход ОВ во всех случаях принят кг/с. Для воды время повторного воспламенения практически не за висит от удельного расхода на тушение и для всех значений удельно го расхода больших 1 кг/м2 принята равной 2,5 мин. [3-5].

20, п.в, туш, мин 16, 12, 8, 4, 0,00 m/S, кг/м 1,0 1,5 2,0 2,5 3, Рис. 1 – Зависимости времени тушении (туш) (прямая (1) S0=600 м2, прямая (2) S0=900 м2, прямая (3) S0=1500 м2) и времени повторного воспла менения (п.в) для воды (4), ГОС-2 (5), ГОС-1 (6), от удельного расхода ОВ (m/S) (случай постоянной площади горения) Как видно из приведенных зависимостей распыленной водой можно потушить только пожар с площадью горения до 600 м2. ГОС- можно потушить пожар с площадью горения 900 м2, если обеспечить удельный расход ОВ более 1,7 кг/м2. ГОС-1 позволяет потушить без А.А. Киреев, К.В. Жерноклев, Л.Н. Куценко Проблемы пожарной безопасности возникновения повторного воспламенения пожар с площадью горе ния 1500 м2, если обеспечить удельный расход ОВ более 2,5 кг/м2.

Теперь рассмотрим случай, когда площадь горения увеличива ется со временем. Для линейного закона роста площади горения со временем выражение (1) трансформируется в неравенство [6-7]:

S f Ф2 + d Ф + f Ф2. (5) P/Фa Для квадратичного закона роста площади пожара со временем с учётом соотношения получим [6-7]:

P / Ф a (Р / Ф a ) 2 2bS f Ф 2 + d Ф + c.

b (6) На рис.2 и 3 представлены графические решения неравенств (5) и (6). В первом случае принято S0 =300 м2, а =1,7 м2/с. Как видно из приведенных зависимостей, успешное тушение может быть достиг нуто при обеспечении удельного расхода для ГОС (1) вплоть до 2, кг/м2, а для ГОС (2) до 2,4 кг/м2.

, мин 1 1,5 2 2, Ф, кг/м t, туш t, п.в. (1) t, п.в. (2) Рис. 2 – Зависимости времени тушения (t туш) и времени повторного воспламенения для образцов древесины потушенных ГОС-2 (t п.в (1)) и ГОС-1 (t п.в (2)) от уделього расхода ОВ Ф (случай линейного роста площади пожара от времени).

В случае квадратичного закона роста площади пожара со вре менем (рис.3) принят радиус пожара 10,5 м, линейная скорость его распространения 0,01 м/с и коэффициент поверхности горения 1,5.

Оценка времени тушения пожаров класса «А» гелеобразующими составами. Учет возможно- сти повторного воспламенения Сборник научных трудов. Выпуск 29, Как видно из приведённых зависимостей, при тушении откры тых поверхностей по времени повторного воспламенения небольшое преимущество проявляет ГОС-1.

, мин 6 1 1,5 2 2, Ф, кг/м t, туш ГОС 2 ГОС Рис. 3 – Зависимости времени тушения (t туш) и времени повторного воспламенения для образцов древесины потушенных ГОС-1 и ГОС-2 от удельного расхода ОВ Ф (случай квадратичного закона роста площади).

Выводы. Использование ГОС позволяет существенно умень шить время тушения пожаров за счёт увеличения времени повторно го воспламенения по сравнению с тушением водой. Среди ГОС пре имущество при тушении открытых поверхностей имеет система CaCl2(42%)+Na2O·2,7 SiO2(28%).

ЛИТЕРАТУРА 1. Кірєєв О.О., Бабенко О.В. Обґрунтування вибору систем для дослідження явища гелеутворення при розробці нових рідинних за собів пожежогасиння. “Проблемы пожарной безопасности.– 2002, вып.12. –.С.107-110.

2. Патент 2264242 Российская федерация. МПК7 А62С, 5/033.

Способ тушения пожара и состав для его осуществления Бори сов П.Ф., Росоха В.Е., Абрамом Ю.А., Киреев А.А., Бабенко А.В.

Заявитель и патентообладатель Академия пожарной безопасности Украины №2003237256/12;

опубл. 20.11.2005, Бюл.№32.

3. Киреев А.А. Исследование повторного воспламенения дре весины, потушенной гелеобразующими составами // А.А. Киреев, Абрамов Ю.А., Александров А.В. // Проблемы пожарной безопасно сти.– 2006.– вып. 20.– с.86-89.

А.А. Киреев, К.В. Жерноклев, Л.Н. Куценко Проблемы пожарной безопасности 4. Абрамов Ю.А. Влияние гелеобразных слоёв на время по вторного воспламенения древесины / Ю.А. Абрамов, А.А. Киреев, О.Н. Щербина // Пожежна безпека. – 2007.– №.10.– С.88-91.

5. Киреев А.А. Исследование повторного воспламенения дре весины обработанной гелеобразующими огнетушащими составами / А.А. Киреев, С.Н. Бондаренко // Проблемы пожарной безопасности. – 2009.– вып. 25.– С.65-72.

6. Абрамов Ю.А. Феноменологический подход к оценке време ни тушения пожара при использовании огнетушащих гелеобразую щих составов / Ю.А. Абрамов, А.А. Киреев, А.Я. Шаршанов // Про блемы пожарной безопасности. – 2007.– вып.21.– С.3-9.

7. Киреев А.А. Оценка времени тушения крупных пожаров при использовании гелеобразующих составов / А.А. Киреев, К.В. Жерноклёв, А.Н. Коленов // Проблемы пожарной безопасности.– 2009.– вып.26.– С.36-43.

O.O. Кірєєв, К.В. Жернокльов, Л.М. Куценко Оцінка часу гасіння пожеж класу А гелеутворюючими складами.

Врахування можливості повторного займання.

Побудована феноменологічна модель пожежегасіння з використанням ге леутворюючих складів, яка враховує можливість повторного займання. На її ос нові проведена оцінка часу гасіння пожеж класу А.

Ключові слова: математична модель пожежегасіння, час повторного за ймання, пожежі класу А, гелеутворюючи склади.

A.A. Kireev, K.V. Zhernoklov, L.N. Kucenko Estimation the time of extinguishing fires by class A with using of gelform ing systems. Take into consideration possibility of repeat inflame.

Phenomenon mathematical model of fire extinguishing with use of gelforming systems was construction. This model take into consideration possibility of repeat in flame. On the base of mathematical model the time of the extinguishing fires was es timation.

Key terms: mathematical model of fire extinguishing, time of repeat inflame, gelforming system, class A fire.

Оценка времени тушения пожаров класса «А» гелеобразующими составами. Учет возможно- сти повторного воспламенения Сборник научных трудов. Выпуск 29, УДК 614. Киреев А.А., канд. хим. наук, доцент, НУГЗУ, Коленов А.Н, старший преподаватель, НУГЗУ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ РАЗРУШЕНИЯ ПЕН (представлено д-ром техн. наук Соболем А.Н.) Исследована кинетика разрушения пен, полученных с помощью пенообразующих систем с внешним пенообразованием. Установ лено влияние качественного и количественного состава пенообра зующей системы на скорость разрушения пены. Исследования проведены для пенообразующих систем Al2(SO4)3 + NaHCO3, Al2(SO4)3 + (NН4)2СО3, Fe2(SO4)3 + (NН4)2СО3, в присутствии пено образователей ТЭАС, ПО-6 ОСТ, Морпен, Tridol 6-10 C AFFF.

Ключевые слова: стойкость пен, пенообразующие системы, пено образователи Постановка проблемы. Водопенные огнетушащие средства нашли широкое применение в практике пожаротушения. По частоте использования они уступают лишь жидкостным огнетушащим веще ствам. Доминирующим механизмом огнетушащего действия пен яв ляется их изолирующая способность. По этому показателю пены превосходят другие традиционные средства пожаротушения.

В настоящее время для тушения пожаров используют воздушно механическую пену, которую получают и подают с помощью различ ного вида пеногенераторов. Существенным недостатком существую щих водопенных огнетушащих средств является затруднение их пода чи на большие расстояния. Поток пены, при подаче его с большой скоростью, быстро замедляется в воздухе. Ограничены также возмож ности его растекания на большие расстояния. Одним из существенных недостатков воздушно-механических пен является использование в качестве газа–наполнителя воздуха, который поддерживает горение.

Анализ последних достижений и публикаций. Большей части этих недостатков лишены пенообразующие системы с внешним пе нообразованием (ПОС) [1-2]. Эти системы представляют собой два раствора, отдельно хранящихся и раздельно, но одновременно по дающихся в очаг пожара. Состав растворов подобран так, чтобы при их взаимодействии выделялся газ. При наличии в жидкостях пенооб разователя образуется пена.

В предыдущих работах были рассмотрены в основном процес сы пенообразования в ПОС [1-2]. Так, в частности, была определена кратность пен, полученных при использовании пенообразователей общего и специального назначения. Также была оценена стойкость образовавшихся пен. Для оценки стойкости пен обычно используют А.А. Киреев, А.Н. Коленов Проблемы пожарной безопасности время разрушения половины объёма пены [3]. Однако для количест венных расчётов условий пожаротушения с помощью пен необходи мо знать количественную зависимость объёма пены от времени. До настоящего времени такие исследования для ПОС не проводились.

Постановка задачи и ее решение. Задачей работы является исследование кинетики процесса разрушения пен, полученных с по мощью ПОС. Для исследования выбраны ранее хорошо зарекомен довавшие кислотные компоненты Al2(SO4)3 и Fe2(SO4)3. В качестве основных компонентов избраны NaHCO3 и (NН4)2СО3, которые обес печивают получение газа не поддерживающего горения – СО2. Для обеспечения получения стойких пен использовались пенообразовате ли общего и специального назначения – ТЭАС, ПО-6 ОСТ, Морпен, Tridol 6-10 C AFFF.

Экспериментальные исследования проводились в соответствии с лабораторными методиками [4]. С помощью мерных цилиндров на 10 мл отбирались одинаковые объёмы (по 5 или 10 мл) обоих компо нентов. Они выливались в мерный цилиндр на 250 мл. В результате реакции выделялся углекислый газ, который обеспечивал образова ние пены. После достижения пеной максимального объёма проводи лось наблюдение за разрушением пены с течением времени. Показа ния фиксировались до момента разрушения 90% объёма пены. Также фиксировался максимальный объём пены, с помощью которого рас считывалась кратность пены.

Исследования были проведены для систем Al2(SO4)3 + NaHCO3, Al2(SO4)3 + (NН4)2СО3, Fe2(SO4)3 + (NН4)2СО3, в присутствии пенооб разователей ТЭАС, ПО-6 ОСТ, Морпен, Tridol 6-10 C AFFF.

В ходе проведения эксперимента было установлено, что ре зультаты параллельных опытов могут отличаться на (20-25) %. По видимому, это связано с трудностью точного воспроизведения усло вий смешения двух растворов. При сливании двух растворов в месте их контакта образуется гелеобразная прослойка, которая препятст вует дальнейшему перемешиванию. Частично эту проблему решает интенсивное встряхивание в процессе смешения компонентов ПОС.

Ещё одной особенностью процесса разрушения пены является неравномерный характер процесса. Постепенно мелкие пузырьки га за объединяются в большие. При выходе наружу разрушение крупно го пузырька даёт скачкообразное изменение объёма. На рисунках 1 и 2 приведены зависимости объёма пены от времени для двух ПОС. За начальное время принят момент сливания компонентов ПОС.

Начальный рост объёма пены определяется ёё образованием в результате протекания химических реакций с образованием углеки слого газа [1]. Выделение газа легко фиксируется визуально. Посте пенно скорость образования пены уменьшается и становится мень Исследование кинетики разрушения пен Сборник научных трудов. Выпуск 29, шей скорости её разрушения. Зависимость объёма пены от времени проходит через максимум. После прохождения максимума ещё неко торое время продолжается процесс образования пены. Этому этапу отвечает участок зависимости, который расположен сразу после мак симума на соответствующей зависимости.

Объем, мл 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Время, сек Опыт № 1 Опыт № 2 Опыт № Рис.1 – Зависимость объёма пены от времени для ПОС Al2(SO4)3 – мас.% + NaHCO3 – 8,8 мас.% (пенообразователь ТЭАС(6 %)). (исходный суммарный объём компонентов ПОС – 20 мл) В дальнейшем идёт участок, которому соответствует уменьшение объёма пены по характеру близкое к линейному. Подобный характер зависимости наблюдается для большинства исследованных систем.

Полное разрушение пены для большинства систем наступает через 20–30 минут. Это обусловлено образованием рыхлых осадков Fe(OH)3 и Al(OH)3, которые опускаются в нижнюю часть цилиндра, и удерживаю вокруг себя некоторую часть пены.

Объем, мл 0 100 200 300 400 500 Время, сек Опыт № 1 Опыт № 2 Опыт № Рис.2 – Зависимость объёма пены от времени для ПОС Fe2(SO4)3 – мас. % + (NН4)2СО3 – 50 мас. % (Пенообразователь Морпен (6%)).(исходный суммарный объём компонентов ПОС – 5 мл).

А.А. Киреев, А.Н. Коленов Проблемы пожарной безопасности С учётом предыдущих работ, проведение анализа результатов по различным ПОС позволяет сделать ряд выводов.

Выводы. Зависимость объёма пены от времени имеет характер близкий к линейному для большинства систем. Меньшую скорость разрушения пены позволяет обеспечить использование ПОС Al2(SO4)3+(NН4)2СО3. Наилучшие результаты по устойчивости пен позволяют обеспечить пенообразователи ТЭАС, Морпен. Наиболь шее время полного разрушения пены показала ПОС Al2(SO4)3+NaHCO3. Наибольшую кратность пены обеспечивают сис темы с избытком кислотного компонента. Преимущество среди ки слотных компонентов имеет 55% раствор Fe2(SO4)3, который позво ляет обеспечивать кратность пены более 20.

ЛИТЕРАТУРА 1. Киреев А.А. Пути повышения эффективности пенного пожа ротушения / Киреев А.А., Коленов А.Н. // Проблемы пожарной безо пасности.– 2008.– вып.24.– С.50-53.

2. Киреев А.А. Исследование пенообразования в пенообразую щих системах. / Киреев А.А., Коленов А.Н. // Проблемы пожарной безопасности.– 2009.– вып.25.– С.59-64.

3. Шараварников А.С. Тушение пожаров нефти и нефтепродук тов. / Шараварников А.С., Молчанов В.П., Воевода С.С., Шараварни ков С.А. – М.: Калан, 2002.– 448 с.

4. Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции / Б.В. Айвазов.– М.: Высш. школа, 1973.– 208 с.

5. Киреев А.А. Пути повышения эффективности пенного пожа ротушения / Киреев А.А., Коленов А.Н. // Проблемы пожарной безо пасности.– 2008.– вып.24.– С.50-53.

О.О. Кірєєв, О.М. Колєнов Дослідження кінетики руйнування пін Наведені результати експериментальних визначень стійкості пін, що отримані за допомогою ціноутворюючих систем. Встановлено, що залежність об’єму піни від часу близька до лінійної. Найменшу швидкість руйнування піни забезпечило використання системи Al2(SO4)3+(NН4)2СО3 з використанням в яко сті піноутворювача ТЭАС.

Ключові слова: стійкість пін, піноутворюючи системи, піноутворювачі.

A.A. Kireev, A.N. Kolenov Investigation the kinetics of foam destroying The results of experimental investigations the kinetics of foam destroying was present. A linear dependent of foam volume with time was ascertained. Smaller veloc ity of foam destroying guarantee the using of system Al2(SO4)3+(NН4)2СО3 using as blowing agent ТЭАС.

Key terms: foamforming system, foamer, stability of foams.

Исследование кинетики разрушения пен Сборник научных трудов. Выпуск 29, УДК 614. Киреев А.А., канд. хим. наук, доцент, НУЦЗУ, Кириченко А.Д., магистр, НУЦЗУ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ТЕРМОРАСШИРЯЮЩИСЯ КОМПОНЕНТОВ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ (представлено д-ром техн. наук Калугиным В.Д.) Для перспективных компонентов гелеобразующих систем исследо ван процесс вспучивания под воздействием нагревания. Для них определены температуры начала вспучивания и коэффициент вспучивания. Определена совместимость этих веществ с компо нентами гелеобразующей системы СаCl2 + Na2O 2,7SiO2.

Ключевые слова: терморасширяющиеся компоненты, гелеобра зующие системы, коэффициент вспучивания Постановка проблемы. Защита от теплового воздействия по жара на твёрдые горючие материалы (ТГМ), находящихся в зоне теп лового воздействия, в условиях развитого пожара является одним из основных видов действий оперативно–спасательных подразделений МЧС. Такой вид огнезащиты, в отличие от постоянной огнезащиты, называют временной или оперативной огнезащитой.

Для оперативной огнезащиты обычно используются те же ог нетушащие вещества (ОВ), что и для прекращения горения. В боль шинстве случае этим веществом является вода. Основные преимуще ства воды как огнетушащего и огнезащитного средства состоят в её высоких охлаждающих свойствах, экологичности и низкой стоимо сти. Однако она имеет и существенный недостаток, заключающийся в больших потерях за счёт стекания с наклонных и вертикальных по верхностей. Большинство твёрдых горючих материалов удерживают на своей поверхности лишь малые количества воды. Это приводит к тому, что один и тот же объект необходимо обрабатывать водой мно гократно. Это существенно уменьшает возможности оперативной ог незащиты подразделений принимающих участие в тушении пожара.

Анализ последних достижений и публикаций. Значительны ми преимуществами в осуществлении оперативной огнезащиты об ладают гелеобразующие огнетушащие и огнезащитные системы (ГОС) [1-3]. Один из компонентов ГОС представляет собой раствор гелеобразующего компонента – силиката щелочного металла. Второй компонент – раствор веществ вызывающих быстрое гелеобразование силикатной составляющей. При подаче таких растворов они смеши ваются на горящих или защищаемых поверхностях. Между компо нентами растворов происходит взаимодействие, приводящее к обра зованию геля. Гель образует на поверхности нетекучий огнезащит А.А. Киреев, А.Д. Кириченко Проблемы пожарной безопасности ный слой. Этот слой прочно закрепляется на вертикальных и наклон ных поверхностях.


По сравнению с водой гелеобразующие системы имеют пре имущество, заключающееся в существенном уменьшении потерь ог нетушащего вещества за счет стекания с наклонных и вертикальных поверхностей. Другим преимуществом ГОС является их высокое ог незащитное действие. Огнезащитное действие гелеобразных слоёв на первом этапе обусловлено охлаждающим действием воды, содержа щейся в геле. После испарения всей воды из гелевого слоя образуется пористый слой высушенного геля (ксероргеля) который затрудняет воспламенение защищаемого горючего материала за счёт своей низ кой теплопроводности.

ГОС хорошо зарекомендовали себя в качестве огнезащитного средства для древесины, древесностружечных и древесноволокни стых материалов, некоторых пластмасс и тканей [4]. Так для недо пущения воспламенения перечисленных горючих материалов в тече ние 10-20 минут достаточно обработать их слоём геля толщиной 2- мм. При обработке слоем геля древесины толщиною более 4 мм обеспечивается долговременная защита материала от воспламенения.

Однако и при такой обработке происходит постепенный прогрев за щищаемой поверхности.

В работе [5] обоснованы пути повышения огнезащитных свойств покрытий на основе ГОС. Одним из наиболее перспективных путей является введение добавок в состав ГОС терморасширяющихся веществ. Однако до настоящего времени не изучена совместимость таких веществ с компонентами ГОС и их поведение при тепловом воздействии.

Постановка задачи и ее решение. Целью работы является подбор терморасширяющихся веществ, совместимых с компонента ми ГОС и исследование их поведения при термическом воздействии.

В настоящее время известно достаточно большое число ве ществ, которые вспучиваются при нагревании. Они нашли широкое распространение как компоненты различных огнезащитных покры тий. Такие покрытия используются для постоянной огнезащиты, по этому требования к ним существенно отличаются от оперативных огнезащитных покрытий. Последний вид покрытий приходится на носить в условиях интенсивного теплового воздействия. Поэтому для оперативной огнезащиты целесообразно применять только негорю чие или малогорючие вещества такого типа. В связи с этим из рас смотрения из рассмотрения исключим большинство органических вспучивающихся веществ.

Из органических веществ, способных к вспучиванию, оставим для рассмотрения только такие, горение которых можно подавить с Исследование поведения терморасширяющихся компонентов при термическом воздействии Сборник научных трудов. Выпуск 29, помощью антипиренов. В первую очередь сюда необходимо отнести соединения, относящиеся к классу углеводов. Эти вещества в компо зиции с фосфатами аммония в значительной степени утрачивают способность к горению. Это в первую очередь олигомеры крахмала и некоторые сахара.

Еще одним требованием к терморасширяющимся соединениям является низкая температура вспучивания. Чем ниже температура начала вспучивания, тем раньше начинают задействоваться тепло изолирующие свойства вспученного покрытия. Наиболее предпочти тельной температурой начала вспучивания можно признать 100С, так как при более низких температурах в огнезащитной композиции будет присутствовать вода, которая и обеспечит ей огнезащитные свойства. Анализ литературных данных позволяет отнести сюда фруктозу, глюкозу, сахарозу и глюконат кальция. Все эти вещества имеют высокие коэффициенты вспучивания и температуру начала вспучивания не более 200С.

Из неорганических веществ отмеченным выше требованиям отвечают: жидкое калиевое и натриевое стёкла, бура, фосфаты и по лифосфаты аммония, интеркалированный графит.

Первоначально было изучено вспучивание индивидуальных веществ и их растворов (в случае большой растворимости вещества).

Для этого с помощью мерника отбиралось (5–10) см3 сухой смеси веществ или соответствующего раствора и равномерно рассыпался (разливался) на дно металлического стаканчика цилиндрической формы. Внутренний диаметр стаканчика составлял 5 см3, высота 5,5 см. После чего стаканчик медленно нагревался на электроплитке до прекращения процесса вспучивания. Максимальная температура, до которой осуществлялся нагрев, составляла 360°С. Объём, образо вавшейся пены оценивался по её высоте поднятия в стаканчике. При этом пена, выходящая за габариты стаканчика срезалась ножом, и её объем оценивался отдельно. Для каждой системы измерения коэф фициента вспучивания проводились три раза. Соответствующие ус реднённые данные приведены в таблице 1.

Одновременно с определением коэффициента вспучивания проводились измерения температуры начала вспучивания. Темпера тура начала вспучивания определялась с помощью термопары ТХА и регистрирующего вольтметра МПП 254 с точностью ±5 °С.

Поведение различных веществ при нагреве существенно отли чалась. Исследуемые углеводы сначала плавились, затем начинался процесс кипения, который сопровождался карамелизацией веществ.

Вязкость расплавов постепенно возрастала. При дальнейшем росте температуры начиналась карбонизация веществ с постепенным уве личением объёма, образующейся твёрдой пены. Пламенного горения А.А. Киреев, А.Д. Кириченко Проблемы пожарной безопасности всех исследованных углеводов при выбранных условиях нагрева не наблюдалось.

Таблица 1 –Коэффициент вспучивания (k), температура начала вспу чивания (или кипения) (t), и совместимость веществ с компонетами гелеоб разующей системы СаCl2(10%) + Na2O 2,7SiO2(20%) СаCl2 Na2O· Вещество k t, С (20%) 2,7SiO (20%) Глюкоза 8 175 + + Сахароза 9 170 + + Фруктоза 4 140 + + Na2O 2,7SiO2(20%)) 2,5 Бура 3 220 – – NH4H2PO4 1,5 160 – – Полифосфат амония – 350 – – Глюконат кальция 16 190 + + + совместимо, – несовместимо.

Бура при нагревании начинала увеличиваться в объёме без от чётливого плавления. При температуре около 360°С начинается плавление, которое сопровождается уменьшением объёма системы.

Дигидрофосфат аммония и полифосфат аммония практически не вспучиваются в условиях эксперимента. Водный раствор жидкого стекла после выкипания воды постепенно густел и образовывал сла бо вспученную, но прочную стеклообразную пену.

Наибольшее вспучивание показал глюконат кальция. Его вспу чивание происходило без плавления. В результате вспучивания обра зовывалась светло-коричневая пористая масса. По прочности вспу ченный глюконат кальция уступал всем остальным системам.

Совместимость вспучивающихся компонентов с растворами гелеобразователя (Na2O 2,7SiO2(20%)) и катализатора гелеобразова ния (СаCl2(20%)) определялась путём сливания равных объемов рас творов соответствующих веществ. Растворы вспучивающихся ве ществ брались с концентрацией 20 % по массе. В случае ограничен ной растворимости вспучивающегося вещества к 10 мл растворов компонентов гелеобразующей системы добавлялся 2 г твёрдого ве щества. Отсутвие визуальных эффектов в течение 10 минут прини малось за совместимость соответсвующих компонентов.

Выводы. Из всех исследованных систем наибольший коэффи циент вспучивания показал глюконат кальция. Эффективные антипи рены – дигидрофосфат и полифосфат аммония не способны к само стоятельному вспучиванию, при температурах до 360°С. Наиболь Исследование поведения терморасширяющихся компонентов при термическом воздействии Сборник научных трудов. Выпуск 29, шую прочность показала стеклообразная пена, образовавшаяся при нагревании раствора жидкого стекла.

ЛИТЕРАТУРА 1. Патент 2264242 Российская федерация. МПК7 А62С, 5/033.Способ тушения пожара и состав для его осуществления Бори сов П.Ф., Росоха В.Е., Абрамом Ю.А., Киреев А.А., Бабенко А.В. Зая витель и патентообладатель Академия пожарной безопасности Украи ны №2003237256/12;

заявл. 23.12.2003;

опубл. 20.11.2005, Бюл. №32.

2. Кірєєв О.О. Обґрунтування вибору систем для дослідження явища гелеутворення при розробці нових рідинних засобів пожежога синня / О.О. Кірєєв, О.В. Бабенко // Проблемы пожарной безопаснос ти.– 2002.– вып.12. –.С.107-110.

3. Пат. 60882 Україна, МПК7А62С1/00. Спосіб гасіння пожежі та склад для його здійснення / Борисов П.Ф., Росоха В.О., Абрамов Ю.О., Кірєєв О.О., Бабенко О.В. Заявник и володар патенту Академія Пожежної Безпеки України.-№ 2003032600;

заявл. 25.03.2003;

опубл.

15.10.2003, бюл. № 10.

4. Савченко О.В. Дослідження вогнезахисної дії гелевих плівок на матеріалах, розповсюджених у житловому секторі / О.В. Савченко, О.О. Кірєєв, В.М. Альбощий, В.А. Данільченко // Проблемы пожарной безопасности.– 2002.– вып.19. – С.127-131.

5. Чернуха А.А. Исследование огнезащитной эффективности покрытий на основе ксерогелевых композиций. А.А. Чернуха, А.А.

Киреев, С.Н. Бондаренко, А.Д. Кириченко секторі // Проблемы пожар ной безопасности.– 2009. – Вып. 26. – С. 166 – 180.

О.О. Кірєєв, А.Д. Кіріченко Дослідження поведінки компонентів, що розширюються під час тер мічної дії Для перспективних гелеутворюючих систем досліджено процес спучу вання під впливом нагрівання. Для цих систем визначені температури початку спучування і коефіцієнт спучування. Визначена сумісність цих речовин з компо нентами гелеутворюючої системи СаCl2 + Na2O 2,7SiO2.

Ключові слова: компоненти що розширюються під час нагрівання, гелеут ворюючи системи, коефіцієнт спучування.

А.А.Kireev, A.D. Kirichenko Investigations the behavior of thermoexpansion components For perspective gelforming systems the process of thermoexpansion was in vestigated. For this systems the thermoexpansion temperature and coefficient of thermoexpansion was define. Compatibility of this substances with components of system СаCl2 + Na2O 2,7SiO2 was define.

Key words: thermoexpansion components, gelforming systems, coefficient of thermoexpansion.

А.А. Киреев, А.Д. Кириченко Проблемы пожарной безопасности УДК 614. В.Ф. Клепиков, д.ф.-м.н., профессор, ИЭРТ НАН Украины, Е. М. Прохоренко, к.ф.-м.н., с.н.с. ИЭРТ НАН Украины, А.М.Баранов, д.т.н., профессор, НУГЗУ, А.И.Морозов, к.т.н., НУГЗУ.


ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ТЕПЛОВИЗИОННОГО КОНТРОЛЯ ПРИ ПРОТИВОПОЖАРНОМ ОБСЛЕДОВАНИИ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЕЛЕКТРОСТАНЦИЙ (представлено д-ром. техн. наук Андроновым В.А.) Дано обоснование применения тепловизионного оборудования при притивопожарном контроле ТЭС. Приведены результаты обследо вания реально действующей ТЭС. Показаны зоны с аномальной температурой, которые могут стать источниками возгорания. Оп ределены возможные места дефектов и повреждений, в которых могло бы возникнуть возгорание, проверена их достоверность.

Предложен метод проведения противопожарного контроля с ис пользованием тепловизора.

Ключевые слова: тепловизионное обследование, протиповожар ные мероприятия.

Постановка проблемы. В настоящее время задача своевре менного обнаружения возможных мест возгорания является важной и актуальной, так как позволяет предотвратить, или уменьшить коли чество потенциально возможных пожаров и, как следствие избежать человеческих жертв и значительных материальных потерь. Кроме этого, пожары могут приводить к необратимым последствиям для экологии, природы и т.д. В среднем в Украине каждый день возника ет 120 пожаров, в которых гибнет до 9 человек, уничтожается или повреждается до 60 сооружений, наноситься экономический урон в объеме 4200 тысяч гривен.[1]. В частности, количество пожаров вы званных нарушениями правил безопасной установки и эксплуатации электрооборудования за 2009 год составило 10324 пожара (23.5% от общего их количества). Следует отметить, что урон от пожаров в данной категории не уменьшается, а только возрастает. Статистика же, пожаров на тепловых электростанциях (ТЭС) показывает, что в 62% случаев всех пожаров причиной является неисправности элек трооборудования и в 36% случаев – возгорания угля. Поэтому проти вопожарные профилактические работы по предупреждению возгора ния с использованием тепловизионной техники при обследовании теплового и электрооборудования в угольной промышленности Ук Применение метода тепловизионного контроля при противопожарном обследовании оборудо- вания тепловых електростанций Сборник научных трудов. Выпуск 29, раины, которая является стратегической отраслью страны, имеют большое значение.

Постановка задачи и ее решение. Сейчас в Украине не суще ствует эффективных профилактических противопожарних методов определения температуры электропроводки и теплового оборудова ния. Эффективным методом в этом направлении является тепловизи онный контроль. В отдельных странах методы тепловизионного об следования различных объектов электроэнергетики утверждены за конодательно [5]. В Украине нормативно-правовая база для исполь зования тепловизионной техники при пожарной профилактике объ ектов отсутствует. Институт электрофизики и радиационных техно логий НАН Украины разработал свою методику определения темпе ратуры электропроводки и оборудования [2], которую авторы ис пользовали при проведении исследований противопожарной безо пасности Змиевской ТЭС. Результаты проведенных практических ис пытаний подтвердили необходимость создания соответствующих нормативных документов, разрешающих применение методов тепло визионного оборудования при противопожарном контроле.

Приборы и техника эксперимента. Для проведения обследо вания применяли метод теплового неразрушающего контроля [3].

Инфракрасная радиометрия позволяет измерить температуру на по верхности тела с высокой точностью. Метод базируется, на регистра ции собственного теплового излучения обследуемого объекта. Любое тело излучает в широком спектральном тепловом диапазоне (инфра красное излучение), и данное излучение фиксируется тепловизором.

При помощи тепловизионных приборов фиксируем изменение тем пературного поля на поверхности тела. Вид изменения градиента температур фиксируем аппаратным способом. В дальнейшем из по лученных термограмм можем обнаружить не только зону теплового нарушения, но и ее форму, температуру и прочее.

Следует добавить, что при проведении тепловизионного ИК контроля необходимо определить: а) периодичность его проведения;

б) учет влияния различных факторов;

в) панорамное обследование всего объекта;

г) детальный контроль всех подозрительных мест;

д) правильная расшифровка полученных результатов и т.д.

Тепловизионный контроль удобен тем, что позволяет прово дить противопожарное обследование дистанционно, обладает высо кой скоростью получения сигнала, его наглядностью, удобством в расшифровке сигнала информации. Для нужд обнаружения возмож ных источников возгорания тепловизионный контроль проводится в пассивном режиме. Под, пассивным режимом, подразумевается то, что тепловое поле формируется и создается в процессе эксплуатации, т.е. собственное тепловое поле, которое формирует на поверхности В.Ф. Клепиков, Е.М. Прохоренко, А.М. Баранов, А.И. Морозов Проблемы пожарной безопасности изображение в зависимости от тела и его внутреннего состояния. При использовании активной термографии, необходимо применение до полнительного внешнего теплового поля, и при контроле наблюдаем суперпозицию собственного и внешнего теплового поля. Принцип тепловизионного контроля заключается в следующем. При наличии внутри объекта зоны с аномальной температурой, тепловой поток распространяется во все стороны. Математически его можно описать уравнением [4]:

T W, (1) = 2T + t c c где Т – температура, c – удельная теплопроводность тела, – удель ный вес тела, – коэффициент теплопроводности вещества, устанав ливаемый экспериментально (скалярная величина, зависящая от при роды вещества), W - количество тепла, остающееся в элементе тела, или мощность источников тепла. Уравнение позволяет учитывать конечную скорость распространения тепла и позволяет точно опре делить его количество. Зная прошедшее количество тепла, и темпе ратуру на поверхности объекта можем посчитать температуру внут ри, в точке разогрева. Точное решение уравнения Лапласа (выраже ние (1)) в общем случае является очень сложной задачей. Поэтому будем пользоваться приближенными формулами:

T2 T (2) Q= R где Q – теплопотери (количество тепловой энергии, выделившееся на поверхности), R – тепловое сопротивление, величина, зависящая от размеров объекта и его свойств, Т 1 – температура внутри тела, Т 2 – температура на поверхности тела.

Температурное поле на поверхности напрямую связано с теп лопотерями. Температуру фиксируем тепловизором. Принцип тепло видения базируется на фиксации теплового потока с поверхности те ла. Тепловой поток (количество тепла прошедшее через определен ную площадь в течении единицы времени) отражает изменение тем пературного поля на поверхности тела. Тепловая энергия с поверхно сти излучается по закону Стефана-Больцмана:

W = T 4 cos, (3) где – коэффициент излучения, = 5,6710-8 Вт/м2К4 – постоянная Применение метода тепловизионного контроля при противопожарном обследовании оборудо- вания тепловых електростанций Сборник научных трудов. Выпуск 29, Стефана-Больцмана, Т – температура в градусах Кельвина на поверх ности объекта, – угол между тепловизором и нормалью к плоскости исследуемого объекта.

В наших исследованиях использовался тепловизор Ті-814, рабо тающий в диапазоне температур -50 – +1500 С. Он имеет пространст венное разрешение 1,3 мрад, температурную чувствительность 0.08 С, диапазон частот 8.5–14 мкм, оснащен неохлаждаемой матрицей FPA болометра на основе аморфного кремния (320240). При его помощи на объекте мы определяли температуру в точках на поверхностях зон, где есть аномалия, а затем из выражения (3) находили тепловой поток.

Из теплового потока получали тепловые потери (Q), которые подстав ляли в выражение (2) и вычисляли температуру внутри аномалии. И соответственно, по полученной тепловизором температуре на поверх ности обследуемого объекта, вычисляли значение внутренней темпе ратуры. Вычисленные, таким образом температуры являются прибли женными. Для получения точного решения необходимо пользоваться полным решением уравнения Лапласа.

На основе проведенной тепловизионной съемки получили тер мограммы. Проведя анализ этих термограмм, получили форму де фекта, его температуру, место нахождения. Упрощает работу то, что при проведении противопожарного контроля нет необходимости точно определять форму и размер нарушения, нужно только найти зону, где есть аномальные отклонения по температуре.

Проведение эксперимента. Все испытания проводились на ре альном объекте. Как объект испытаний использовали Змиевскую ТЭС, вырабатывающая электроэнергию с помощью 10-ти энергобло ков общей мощностью 2450 МВт. Приготовление угольной пыли для сжигания происходит в шаровых барабанных мельницах. Транспор тировка угольной пыли в топку осуществляется горячим воздухом.

Температура пламени в топке – 1000°С. Наиболее важными элемен тами для обследования, с точки зрения пожароопасности являются зоны с аномальным отклонением температуры. Поиск данных таких зон проводился вдоль линий электрических цепей и на поверхности теплового оборудования. Контрольная проверка, при помощи тепло визора, в котлотурбинном цехе сразу позволила найти тепловые ано малии. Некоторые из них относятся к электро- та энергооборудова нию, некоторые к теплоооборудованию. Термограммы наиболее ха рактерных отклонений представлены в настоящей работе.

На рисунке 1 приведены точки аномального разогрева электро проводки. Наблюдается локальный разогрев в отдельных местах, а вся остальная линия имеет однородную температуру. Это свидетель ствует о том, что в зонах с повышенной температурой имеются опре деленные проблемные места.

В.Ф. Клепиков, Е.М. Прохоренко, А.М. Баранов, А.И. Морозов Проблемы пожарной безопасности а) б) Рис.1 – «Подгар» соединенных проводов: а) заштукатуренная провод ка, б) проводка в оборудовании Обследованная проводка, представленная на термограмме Рис.1а находилась в штукатурке, на термограмме Рис.1б – распреде ление проводов внутри оборудования. Т.е. тепловизионная техника позволяет обнаружить скрытые дефекты, что является важным не только с позиции пожарной безопасности, но и для чисто практиче ских вопросов контроля электропроводки и электрооборудования.

Было сделано предположение о нарушении контакта между соеди ненными проводами. С целью проверки этой гипотезы провели раз борку оборудования и демонтаж проводки. Обнаружено обгорание проводов, подводящихся к точке соединения. Инженером по охране труда и пожарной безопасности была запрещена эксплуатация данно го оборудования до проведения соответствующего ремонта.

При проведении разборки оборудования и демонтажа проводки было установлено, что глубина залегания дефектов следующая: а) над электропроводкой толщина штукатурки составляла 7мм;

б) над проводниками находился воздушный зазор 4мм и слой пластмассы толщиной 2мм. Зная величину, на которой находится дефект, мате риалы, которые находятся над ним, можем теоретически вычислить температуру в точках дефекта. Применив формулы (1-3), и учитывая, Применение метода тепловизионного контроля при противопожарном обследовании оборудо- вания тепловых електростанций Сборник научных трудов. Выпуск 29, коэффициент теплопроводности штукатурки ( ), коэффициент её из лучения ( = 0.92 ), получим, что температура проводника в точке де фекта составляет 30 С. Аналогичным образом производится расчет и для случая (б). Только в этом случае учитываем толщину воздушного зазора и пластмассового слоя, их теплопроводности, коэффициент излучения пластмассы. Полученная температура непосредственно на соединении составила величину 29 С. Для дальнейших исследований и расчетов используем графики изменения температур, приведенные на рисунке 2:

а) б) Рис.2 – Графики температур дефектов проводки: а) заштукатуренная проводка, б) проводка в оборудовании Сравнивая эти графики, видим, что они имеют разную форму.

На графике (Рис.2а) пик имеет узкое основание, вершина заострена.

На рис.2б основание расширено, вершина пика размазана. Примени тельно к первому случаю можно отметить, что теплопроводность штукатурного раствора не очень высокая и основная масса тепловой энергии распространяется к поверхности, слабо диффундируя в окре стности. Поэтому на изображении имеем резкий пик температур.

Температура на поверхности штукатурки, на тепловом следе состав ляет 27.5 С, что немного ниже температуры на проводнике в точке дефекта (30 С). Аналогичная температурная кривая будет и в случае если дефект проводки находится на поверхности объекта. Для срав нения, во втором случае (Рис.1б), график температур расширенный и более смазан, т.е. тепловой поток более рассеян. Основной причиной рассеяния теплового потока было излучение от дефекта в воздушный зазор. За счет того, что теплопередача при излучающем процессе значительно ниже, чем температура при контактной теплопередаче, показания в центре теплового пятна (22.6 С) сильно отличаются от собственной температуры дефектного участка составляющей 29 С.

Следующим этапом эксперимента было обследование котла.

Для данного объекта важным вопросом является состояние термоизо ляционного покрытия. Наличие трещин, сколов, свищей, точек прога В.Ф. Клепиков, Е.М. Прохоренко, А.М. Баранов, А.И. Морозов Проблемы пожарной безопасности ра является важным фактором, влияющим на пожароопасность и эф фективность работы котлового оборудования. Поэтому, важность ди агностики состояния термоизоляционного покрытия не вызывает со мнения. Эта задача является трудоемкой из-за следующих факторов:

большая площадь поверхности, затрудненный подход к обследуемому объекту, недостаточная освещенность, повышенная температура и т.д. Зачастую, задача по дефектоскопии не может быть выполнена в полном объеме. Уменьшить, в значительной степени, зависимость контроля от вышеперечисленных факторов позволяет применение те пловизионной техники.

Термоизоляционное покрытие котла обследовалось на различ ных уровнях высоты. При контроле на уровне 27м обнаружено ано мальное тепловое пятно. Термограмма данного повреждения приве дена на рисунке 3:

Рис.3 – Термограмма теплового пятна обнаруженного на высоте 27 м Пятно имеет резко очерченную форму с максимальной темпе ратурой, равной 89.1 С в центральной части. Первоначально, визу альным образом, тепловое пятно никак не фиксировалось. И лишь только после тщательной детализации в привязке к термограммам, на поверхности теплозащиты был обнаружен глубокий канал прогара диаметром 4 мм. График изменения температур вдоль линии 1 (рис.3) приведен на рисунке 4:

Рис.4 –.График температур точечного “прогара” Применение метода тепловизионного контроля при противопожарном обследовании оборудо- вания тепловых електростанций Сборник научных трудов. Выпуск 29, Основной идеей тепловизионного обследования есть не только обнаружение дефекта, но и распознавание его, классификация. С этой целью необходимо проводить детальный анализ, как термо грамм поверхностей, так и графиков температур. Рассматривая зави симость температур от геометрического расположения, обнаружива ем следующую закономерность: тепловыделение в зоне “прогара” резко локализовано, градиент температур также значителен (угол склона температуры составляет величину больше 75 ). Вне зоны “про гара” температуры однородны, без резких скачков. Из этих данных можно сделать вывод о наличии внутри аномальной области полости и отсутствии в ней теплоизоляционного материала. Все наши теоре тические выводы и предположения были подтверждены при практи ческом осмотре стенок котла.

Дальнейшая проверка позволила обнаружить еще несколько аномально завышенных температурных зон на котлах ТЭС. Обрабо тав термограммы и графики, обнаружили, что скачки температур ло кализованы и находятся в узком диапазоне. Причина – нарушение целостности отдельных участков стенок и изоляции котлов. На по верхности данных зон существует вероятность возгорания осевшей угольной пыли.

На основании проведенного тепловизионного контроля были предложены мероприятия по устранению выявленных возможных очагов возгорания.

Проведенный тепловизионный контроль объектов ТЭС пока зал, что эффективность их проверки возросла, а затраченное на это время сократилось, в отличие от нормативного затрачиваемого вре мени при профилактическом обслуживании данных объектов. Тепло визионный метод контроля является результативным при противо пожарной профилактике предприятия. Физическая модель соответст вует теоретическим обоснованиям, предложенным в работе. Приме ненный нами метод тепловизионного контроля проводился с учетом существующего аналогичного опыта в Российской Федерации [5], где методы тепловизионного обследования различных объектов электроэнергетики установлены законодательно. К сожалению, в ми нистерствах энергетики, угольной промышленности и чрезвычайных ситуаций Украины аналогичные документы и соответствующее обо рудование отсутствуют.

Выводы. Применение тепловизионного контроля для проведе ния мониторинга теплового и электрооборудования является эффек тивным, быстродействующим, бесконтактным, наглядным и безопас ным для персонала методом. Он позволяет оперативно обнаружить подозрительные зоны, нарушения изоляции, покрытий и прочих мест в которых температура выше установленной и возможно возгорание.

В.Ф. Клепиков, Е.М. Прохоренко, А.М. Баранов, А.И. Морозов Проблемы пожарной безопасности ИК-диагностика существенно сокращает время на проведение проти вопожарного контроля и благодаря высокой чувствительности дает точный результат. К рекомендациям необходимо отнести: разработку нормативно-правовой базы в Украине для использования тепловизи онной техники при пожарной профилактике объектов;

введением специального раздела по тепловизионной диагностике в противопо жарной безопасности при подготовке и переподготовке специалистов в этой сфере.

ЛИТЕРАТУРА 1.Стан щодо пожеж та наслідки від них в Україні за 2009 рік. / [Науково-виробничий журнал Пожежна безпека]. – Київ: ЗД «Бліц Прінт», 2010. – № 2. – с.32 – 34.

2. К вопросу контроля кабельно-проводниковой продукции / [Базалеев Н.И., Бандурян Б.Б., Клепиков В.Ф., Литвиненко В.В., Прохоренко Е.М.]. – Контрольно- измерительные приборы и автома тика. – 2005. – №10. – с.19-23.

3. Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля:

Справочник / В.П. Вавилов. – М: Машиностроение. – 1991. – 240с.

4..Мацевитый Ю.М. Обратные задачи теплопроводности. Т.1. / Ю.М. Мацевитый. – Киев: Наукова думка. – 2002. – 408с.

5. РД 153-34.0-20.363-99. Методика инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ.

В.Ф. Клепіков, Є. М. Прохоренко, А.М. Баранов, А.І. Морозов Застосування методики тепловізійного контролю при протипожеж ному обстеженні обладнання теплових електростанцій Дано обґрунтування застосування тепловізійного обладнання при протипожеж ному контролю ТЕС. Наведено результати обстеження реально діючої ТЕС. По казані зони з аномальною температурою, які можуть стати джерелами займання.

Визначено можливі місця дефектів і пошкоджень, в яких могло б виникнути за горяння, перевірена їх достовірність. Запропоновано метод проведення проти пожежного контролю з використанням тепловізора.

Ключові слова: тепловізійне обстеження, протипожежні заходи.

V. Klepikov, E. Prokhorenko, A. Baranov, A. Morozov The application of thermal control methodics during fire safety inspection of the thermal power plants equipment It is giving the justification the application of thermal control equipment during fire safety inspectation of the thermal power plants. The areas of abnormal temperature are shown which can be reason of ignition. The possible location of defects and damages, which could be ignited by checking their authenticity. Proposed a method of fire con trol with the use of the thermal imager.

Keywords: thermal imaging survey, fire prevention.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.